Опалення та водопостачання Низькотемпературні системи опалення все частіше монтуються в Україні. Їх переваги важливі, особливо з врахуванням сучасних трендів.
Головна особливість низькотемпературних систем полягає в температурі теплоносія. Він може нагріватися в такій системі до температури не більше 70°С (зазвичай 50-55°С), а різниця температур теплоносія в прямій і зворотній лініях не перевищує 14 °С. На відміну від високотемпературних систем, де температура теплоносія може досягати 95°С, а різниця може складати 20-25 градусів.
Переваги низькотемпературних систем опалення:
- рівномірна і комфортна температуру повітря в приміщенні – більш високий рівень температурного комфорту;
- висока гнучкість системи за рахунок можливості створення багатовалентних (від декількох джерел енергії, в тому числі відновлюваних) систем теплопостачання;
- екологічність
Зміст:
Джерела тепла і особливості комплектації
При використанні альтернативних джерел енергії періодичної дії (сонячна енергія, вітрова енергія, скидна теплота виробництв) в системі низькотемпературного водяного опалення використовуються теплоакумулятори. У побутових системах опалення цю функцію зазвичай виконують баки-акумулятори, які встановлюються практично у всіх полівалентних системах. Такий теплоаккумулятор добре ізольований, наприклад, шаром поліуретану товщиною 80-100 мм. ємність, в яку вбудовано кілька теплообмінників, в тому числі від сонячного колектора і / або теплового насоса.
Сучасні рішення для відносно великих будівель припускають використання в якості одного з джерел тепла мережу централізованого теплопостачання. При цьому з’являється можливість доповнити таку систему тепловими та сонячними насосами.
Піковим теплогенератором полівалентних низькотемпературних систем і єдиним моновалентний часто є конденсаційний котел, в якому додатковим джерелом енергії служить енергія фазового переходу пари в воду. При цьому можна отримати ще до 11% теплової енергії, відповідно, при використанні рідкого і газоподібного палива.
Конденсаційний режим роботи котла в значній мірі залежить від температурних параметрів системи опалення. Чим нижче температура теплоносія в зворотному котловому контурі, тим повніше відбувається конденсація пари ы більше тепла буде отримано. Для газових котлів порогова температура конденсаційного режиму 57 ° С. Тому і система опалення повинна бути розрахована на використання теплоносія з більш низькою температурою в зворотному контурі.
При середніх для зимового періоду температурах вона по проектному розрахунку з урахуванням максимальної ефективності конденсаційного режиму не повинна перевищувати 45 ° С. Такі параметри забезпечуються низькотемпературними системами опалення, в яких конденсаційні котли працюють переважно в «штатному» для них режимі.
Через малий перепад температури теплоносія на вході і виході низькотемпературна система опалення зазвичай виконуються двотрубною з розширювальним баком ы циркуляційним насосом.
Для видалення повітря з системи опалення передбачають розповітрювачі безпосередньо на опалювальних приладах.
Опалювальні прилади для низькотемпературних систем
У загальному випадку, низькотемпературні системи опалення мають і більш низькі, у порівнянні з високотемпературними, питомі теплові потоки від поверхні опалювального приладу. Необхідний обсяг передачі енергії може забезпечуватися в такому випадку за рахунок збільшення поверхні теплоз’єму, яка в значній мірі визначається габаритними розмірами (довжиною, висотою, глибиною) опалювального приладу або більш інтенсифікованим зніманням тепла з теплообмінних поверхонь.
Відповідно прилади водяного опалення, розраховані на застосування в низькотемпературних системах, повинні мати більш розвинені і складні поверхні теплообміну. Цьому відповідає застосування конвекторів з великою площею оребрення при якісному контакті з колектором. Збільшити ефективність теплоз’єму в таких приладах дозволяє режим примусової конвекції. Це ж реалізується і в ряді приладів, які позиціонують як радіатори.
Значення має і матеріал, з якого виготовлені прилади. Так, ефективні в високотемпературних системах опалення чавунні радіатори характеризуються великою тепловою інерцією. Система опалення, створена на їх основі, гірше піддається регулюванню засобами сучасної автоматики. Терморегулятори не настільки ефективні.
Стальні панельні радіатори
На відміну від чавунних, сталеві панельні радіатори, більшість з яких за принципом тепловіддачі правильніше називати конвекторами, мають малу інерційність, тобто швидко нагріваються і остигають, що дозволяє автоматично регулювати їх роботу, економлячи енергію, і порівняно просту конструкцію. Велика площа панелей забезпечує високий рівень тепловипромінювання, а наявність оребрення в міжпанельному просторі збільшує конвективну частину тепловіддачі, підвищуючи комфортність опалення.
Широкий модельний ряд сталевих панельних радіаторів і велике число компаній-виробників і дистриб’юторів дозволяють без зусиль підібрати оптимальний прилад для будь-якого приміщення.
Багаторядні (з декількома панелями) сталеві радіатори добре підходять для експлуатації в низькотемпературних системах опалення, практично ідеально відповідаючи можливостям встановлюється на них терморегулюючої арматури.
Сталеві трубчасті радіатори мають привабливий дизайн і характеризуються низьким гідравлічним опором і гігієнічністю. У низькотемпературному комфортному опаленні вони зайняли власну нішу дизайн-приладів. Однак вони характеризуються більш високою тепловою інерцією в порівнянні зі сталевими панельними радіаторами.
Конвектори (підлогові і інші)
При переході на більш низькі температурні параметри теплоносія зростає частка конвективного переносу тепла. Найбільш повно такий механізм реалізується в конвекторах, що відрізняються від радіаторів конструкцією. При цьому режим примусової конвекції дозволяє теплопередачу збільшити в рази.
Окремої згадки заслуговують підлогові конвектори, які майже невидимі, на поверхні підлоги тільки декоративна решітка. Вони дозволяють ефективно опалювати великі приміщення, в тому числі з значними площами скління фасадів. Ці прилади характеризуються великою поверхнею теплообміну, знімання з якої може посилюватися за допомогою примусової вентиляції. Встановлені в підлогу по периметру приміщення, оснащені терморегулюючою автоматикою, вони можуть дуже гнучко регулювати рівень теплового комфорту.
Головним вимогам, що пред’являються до приладів для організації низькотемпературного опалення, відповідають конвектори, що реалізують концепцію Low H2O, розроблену компанією Jaga. Дуже низький обсяг води в радіаторі забезпечує швидке реагування на керуючий вплив. Об’єм теплоносія в такому приладі потужністю 2 кВт, за іншими характеристиками аналогічному традиційному, не перевищує 1 дц3 при загальній його масі 3 кг. Це створює можливість дуже швидко керувати температурою розвинених теплообмінних поверхонь на зміни температури теплоносія, які в свою чергу відповідають найменшим змінам температури в атмосфері опалювального приміщення. В результаті користувач отримує перевагу управління тепловим комфортом в автоматичному режимі. Такі прилади розраховані на роботу в системах з конденсаційними котлами, тепловими насосами,
Тепла підлога
«Тепла підлога» і стінове опалення також можна розглядати в ряду технічних засобів, успішно застосовуються складі низькотемпературних опалювальних систем. Тепла підлога дозволяє отримати вертикальний розподіл температур в приміщенні, близький до ідеального, який найбільше відповідає фізіологічним вимогам людини. Більш висока температура внизу приміщення, а не в зоні голови, при невеликому перепаді температур. На висоті голови температура в приміщеннях з теплою підлогою становить близько 18 ° C, що близько до оптимуму теплового комфорту.
Оптимальна температура, яка відображає стан теплового комфорту людини, регламентується ГОСТ 30494-2011 для житлових і адміністративних будівель на рівні 20-22˚С. Завдяки правильному градієнту температур в приміщенні підлогове опалення забезпечує тепловий комфорт при температурі на 1-2 ° С нижче регламентованого, чого не дозволяє домогтися конвекторне чи радіаторне низькотемпературне опалення. Наслідком цього є більш економна витрата енергії та заощадження коштів на опалення будинку, квартири.
Переваги в досягненні комфорту за допомогою теплих підлог пояснюються особливостями тепловіддачі при даному способі опалення.
Тепла підлога, також як і будь-який опалювальний прилад, віддає тепло переважно випромінюванням і конвекцією. Частка радіаційної складової в тепловіддачі трохи нижче конвекційної через невисоку температури поверхні, яка регламентується СНиП 41-01-2003 «Опалення, вентиляція і кондиціювання» для житлових приміщень з постійним перебуванням людей не вище 26 °С і не вище 31 °С в приміщеннях з тимчасовим перебуванням.
Відповідно до цього обмеження, температура теплоносія в системі водяної теплої підлоги регламентується не вище 45ºC (з перепадом на вході і виході не більше 10-12ºC), що відповідає значенню даного показника для низькотемпературних систем опалення.
Питоме теплознімання з поверхні будь-яких підлогових систем становить близько 100 Вт/м2. Переваги ж комфортності цього способу обігріву пояснюються насамперед рівномірною тепловіддачею з усією площі поверхні підлоги. Саме тому тепло розподіляється також рівномірно по всьому об’єму приміщення, і навіть відносно невеликий внесок радіаційної складової стає помітним.
Сприяє рівномірному розподілу тепла без локальних зон перегріву і те, що при тепловіддачі з поверхні теплої підлоги не утворюється стійких конвекційних потоків, які, до того ж, розносять пил в атмосфері приміщення. Як наслідок, тепла підлога виявляється більш виграшним способом обігріву і з гігієнічної точки зору.
У приміщеннях з високими стелями (виробничі корпуси, культові споруди, спортзали) економія стає ще більше, досягаючи 30%, так як нагрів повітря до комфортної температури (18-20 ° С) необхідний тільки на висоті 2-2,5 м від підлоги.